Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC)의 발전

3GPP는 LTE 도입과 함께 UE가 LTE 서비스 범위 (E-UTRAN)에서 UMTS/GSM 서비스 범위 (UTRAN/GERAN)로 핸드오버할때 끊김없는 연속성을 제공하기 위해 Release 8 규격에서 SRVCC를 표준화했습니다. SRVCC를 사용하면, UE는 주어진 시간에 이들 액세스 네트워크중 하나에서만 송수신할 수 있는 동안 콜은 IMS 네트워크에는 계속해서 서비스를 받을 수 있다.

SRVCC를 사용하면 IMS 코어에서 진행중인 통화가 LTE 서비스 지역 외부의 UMTS 및 GSM 네트워크에서 계속 서비스될 수 있습니다.

Release 8에서 출시된 이래로 SRVCC는 새로운 릴리스마다 발전했으며 SRVCC 기능 및 향상된 기능에 대한 간략한 요약이 아래에 나와 있습니다.

3GPP Release 8

아래와 같이 IMS 코어에서 진행중인 음성 통화를 위한 SRVCC를 도입하였습니다.

▶ E-UTRAN 액세스에서 3GPP2 1xCS로의 액세스

▶ E-UTRAN/UTRAN (HSPA) 액세스에서 3GPP UTRAN/GERAN CS 액세스

이 기능을 지원하기 위해 3GPP는 E-UTRAN에서 3GPP UTRAN/GERAN로의 SRVCC를 위한 MME와 MSC (Sv 인터페이스), E UTRAN/UTRAN (HSPA) 액세스에서 3GPP UTRAN/GERAN 액세스로의 SRVCC를 위한 SGSN과 MSC (Sv 인터페이스), E-UTRAN에서 CDMA 2000 1xRTT로의 SRVCC를 위한 MME와 1x CS IWS (S102 Interface)사이의 새로운 프로토콜 인터페이스와 절차를 도입하였습니다.

3GPP Release 9

IMS 코어에 진행중인 비상 호출에 대한 SRVCC 지원을 소개합니다. LTE 액세스를 통해 배치된 IMS 비상 호출은 LTE 네트워크에서 GSM/UMTS/CDMA 네트워크로 SRVCC 핸드오버가 발생할때 지속되어야 합니다. 이 발전은 주요 규제 예외를 해결합니다.

이 향상된 기능은 IMS 비상 통화 연속성을 지원합니다.

▶ E-UTRAN에서 CDMA2000 1x CS

▶ E-UTRAN/UTRAN (HSPA)에서 3GPP UTRAN/GERAN CS

SRVCC와 함께 IMS 비상 통화를 지원하려면 EPS 엔티티의 기능 및 인터페이스 발전이 필요합니다.

3GPP Release 10

향상된 SRVCC의 절차를 소개합니다.

▶ SRVCC 핸드오버도중 중간 통화 (Mid-call) 기능 지원 (eSRVCC)

▶ 경보 단계 (aSRVCC)에서 호출의 SRVCC PS-CS 전달 지원

MSC 서버에서 지원되는 중간 통화 (Mid-call) 기능을 사용하면 중간 통화 서비스 (비활성 세션 또는 컨퍼런스 서비스를 사용한 세션)를 유지하면서 IMS 중앙 집중식 서비스 (ICS) 기능을 사용하지 않는 UE에 대해 패킷 교환 (PS)과 회선 교환 (CS)간의 액세스 서비스를 가능하게 합니다.

경고 단계 기능의 SRVCC는 액세스 전송에 대한 경고 단계에서 PS에서 CS 방향으로 IM 세션의 미디어를 액세스 전달할 수 있는 기능을 추가합니다.

3GPP Release 11

두 가지 새로운 기능을 소개합니다.

▶ 3G-CS을 위한 vSRVCC (Single Radio Video Call Continuity)

▶ UTRAN/GERAN에서 E-UTRAN/HSPA로의 rSRVCC

vSRVCC 기능은 화상 통화가 IMS에 진행중에 있고 UE가 주어진 시간에 이들 액세스 네트워크중 하나에서만 송수신할 수 있을 때 서비스 연속성을 위해 E-UTRAN에서 UTRAN-CS로의 화상 통화 핸드오버를 지원합니다.

UTRAN/GERAN CS에서 E-UTRAN/HSPA로의 서비스 연속성은 3GPP Release 8, 9 및 10에서 명시되지 않았습니다. 이를 극복하기 위해 Release 11은 UTRAN/GERAN에서 E-UTRAN/HSPA로의 음성 통화 연속성을 지원합니다.

E-UTRAN에서 UTRAN-CS로 비디오 호출 전송을 가능하게 하기 위해 IMS/EPC는 관련 정보를 EPC측에 전달하도록 진화되고 S5/S11/Sv/Gx/Gxx 인터페이스는 비디오 베어러 관련 정보 전송을 위해 개선됩니다.

GERAN에서 E-UTRAN/HSPA로의 SRVCC를 지원하기 위해 음성 통화를 위해 GERAN CS에서 E-UTRAN/ HSPA로 MS가 핸드오버할때 MS 및 BSS가 원활한 서비스 연속성을 지원할 수 있도록 GERAN 사양이 개발되었습니다.

UTRAN에서 E-UTRAN/HSPA로의 SRVCC를 지원하기 위해, UTRAN 사양은 RNC가 rSRVCC HO을 수행하고 상대 UE 능력 정보를 RNC에 제공할 수 있도록 개발되었습니다.

VoLTE 핸드오버를 위한 SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity)

VoLTE는 SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity : 단일 무선 음성 통화 연속성) 시스템을 통해 레거시 시스템으로 원활한 통화가 가능하도록 보장해야 합니다.

SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity)은 LTE의 패킷 도메인 호출을 GSM, UMTS 및 CDMA 1x와 같은 레거시 회선 교환 음성 시스템 (Legacy Circuit Switched Voice System)에 원활하게 전달할 수 있도록 VoLTE 시스템내에서 요구되는 기능입니다.

LTE 시스템을 배포함에 따라 VoLTE 커버리지는 제한될 것이며, 결과적으로 운영자는 이 복잡한 핸드 오버가 원활한 방식으로 수용될 수 있는 시스템을 가질 필요가 있습니다. 이것은 VoLTE를 배포하는 즉시 시작해야 합니다.

SRVCC 이란?

SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity)은 Inter Radio Access Technology, Inter RAT Handover는 물론 패킷 데이터에서 회선 교환 데이터 음성 통화로의 핸드 오버를 가능하게 하는 체계입니다.

SRVCC를 사용하면 운영자는 기존 서비스 품질 (QoS)을 유지하면서 통화 연속성이 긴급 통화의 중요한 요구 사항을 충족하는지 확인하면서 핸드 오버를 수행할 수 있습니다.

핸드 오버에 대한 몇 가지 아이디어는 핸드셋이 핸드 오버를 용이하게 하기 위해 2개의 무선을 활성화할 필요가 있다는 것입니다. 이것은 2개의 무선 기능을 동시에 활성화할 수 있는 추가 회로가 필요하고 배터리 소모를 상당히 증가시키기 때문에 이상적이지 않습니다.

SRVCC는 핸드셋에 하나의 활성화된 무선만 필요하며 지원 네트워크 인프라에 대한 업그레이드가 필요합니다.

SRVCC 네트워크 아키텍처

SRVCC의 개념은 원래 3GPP 스펙 Release 8에 포함되었습니다. 그 이후로 다양한 문제와 변화하는 요구 사항을 고려하여 발전했습니다. 결과적으로 GSMA는 3GPP Release 10 이상이 구현됨으로써 상당히 낮은 수준의 음성 중단 및 통화 중단을 보장하므로 권장 사항입니다.

셀룰러 네트워크에 필요한 네트워크 업그레이드는 LTE 네트워크와 레거시 네트워크 모두에서 필요합니다. SRVCC를 사용하려면 기존 MSC (Mobile Switching Center), IMS 하위 시스템 및 LTE/EPC 하위 시스템의 MSS (Mobile SoftSwitch) 하위 시스템에 대한 소프트웨어 업그레이드가 필요합니다. 레거시 시스템의 무선 액세스 네트워크에는 업그레이드가 필요하지 않습니다. 즉, 레거시 시스템의 대부분은 영향을 받지 않습니다.

MSC에 필요한 업그레이드는 일반적으로 비교적 관리하기 쉽습니다. MSC는 일반적으로 중앙에 위치하며 네트워크 주변에 분산되어 있지 않으므로 업그레이드를 쉽게 관리할 수 있습니다. 쉽게 액세스할 수 없는 경우, 새로운 전용 MSC를 사용하여 SRVCC 요구 사항을 처리하도록 업그레이드할 수 있습니다.

SRVCC의 작동 방식

SRVCC 구현은 양방향으로 통화 전송을 제어합니다.

LTE에서 레거시 네트워크로의 핸드오버

사용자가 LTE 서비스 지역을 벗어나면 LTE에서 레거시 네트워크로의 핸드 오버가 필요합니다. SRVCC를 사용하여 핸드 오버는 두 단계로 수행됩니다.

▶ 무선 액세스 기술 전이 : 무선 액세스 네트워크에 대한 핸드오버이며 이는 3G에서 2G로의 전송에 사용되는 잘 설정된 프로토콜입니다.

▶ 세션 전송 : 세션 전송은 SRVCC에 필요한 새로운 요소입니다. 패킷 교환 LTE 네트워크의 EPC (Evolved Packet Core)에서 레거시 회선 교환망으로 액세스 제어 및 음성 미디어 앵커링 (Anchoring)을 이동해야 합니다.

핸드오버 프로세스동안 IMS 아키텍처 내의 CSCF는 전체 동작의 제어를 유지합니다.

VoLTE 핸드오버에서 SRVCC가 어떻게 작동하는지 보여주는 다이어그램

SRVCC 핸드오버 프로세스는 여러 단계로 진행됩니다.

1. 핸드오버 프로세스는 IMS CSCF로부터 세션 전송 요청에 의해 개시됩니다.
2. IMS CSCF는 LTE 네트워크와 레거시 네트워크의 2가지 명령으로 동시에 응답합니다.
3. LTE 네트워크는 MME 및 LTE RAN을 통해 무선 액세스 네트워크 핸드오버 실행 명령을 수신합니다. 이것은 사용자 장치가 음성 호출을 위해 회선 교환 네트워크로 이동할 준비를 하도록 지시합니다.
4. 목적지 레거시 회선 교환 네트워크는 LTE 네트워크로부터 음성 통화를 수락할 준비를 하는 세션 전송 응답을 수신합니다.
5. 모든 명령이 실행되고 확인 응답된 후에 IMS CSCF가 여전히 통화를 제어하면서 통화가 레거시 네트워크로 전환됩니다.

레거시 네트워크에서 LTE로의 핸드오버

LTE 네트워크로 핸드오버할때 동일한 기능이 많이 사용됩니다.

VoLTE 장치가 레거시 RAN에서 LTE RAN으로 돌아갈 수 있도록 하기 위해 레거시 RAN이 구현할 수 있는 2가지 옵션이 있습니다.

▶ LTE 장치가 레거시 RAN에서 브로드캐스팅되도록 하여 LTE 장치가 Cell Re-selection을 보다 쉽게 수행할 수 있도록 합니다.

▶ 사용자 장치와의 연결을 동시에 해제하고 LTE RAN으로 리다이렉션합니다.

SRVCC 인터럽트 성능

VoLTE 및 SRVCC의 핵심 문제중 하나는 LTE RAN에서 레거시 RAN으로 전환할 때의 중단 시간입니다.

시간을 줄이기 위한 핵심 방법은 RAN과 세션의 리다이렉션을 동시에 수행하는 것입니다. 이러한 방식으로 사용자 연결이 유지되고 실제 중단 시간이 과도하게 눈에 띄지 않습니다.

세션 리다이렉션이 두개의 핸드오버보다 빠르다는 것이 밝혀졌으므로, 전체 핸드 오버 방법론이 둘사이에 차이가 있다는 사실을 수용할 필요가 있습니다.